[發明專利]界面潤濕劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011018126.3
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112002951A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 李艷紅;謝普;熊偉強;梁世碩
• 申請（專利權）人: 昆山寶創新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/0525;H01M10/058;B60L50/60
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 肖陽

本發明公開了一種界面潤濕劑及其制備方法和應用，其中界面潤濕劑包括：塑性晶體化合物、無機鋰鹽、第一添加劑和第二添加劑，所述第一添加劑包括碳酸乙/丙烯酯、碳酸二甲/乙酯、碳酸甲乙酯、三氟丙烯酯和二氟磷酸鋰中的至少一種；所述第二添加劑包括碳酸鋰、三氟甲基亞磷酸、氯甲酸甲酯、溴代丁內酯、氟代乙酸基乙烷、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、乙酸乙烯酯、碳酸苯乙烯酯、氨基碳酸乙酯、氨基碳酸甲酯、1,3?二氧戊烷、1,4?二氧六環、1,2?雙(氰乙氧基)乙烷、硫酸亞乙酯和亞硫酸二甲酯中的至少一種。該界面潤濕劑具有高鋰離子電導率和更好的電化學穩定性的優點，可有效降低固態電池的界面電阻，改善固態電池的倍率、循環性能。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種界面潤濕劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著人們對鋰離子電池的安全、能量密度的要求越來越高，目前商業化的液態電池由于使用容易燃燒的液態電解液，存在著漏液、著火、爆炸等安全問題，嚴重阻礙了鋰離子電池的進一步發展。而以固體電解質替代有機電解液的固態電池具有比能量高、安全性能好的特點，被認為是未來鋰離子電池發展的方向。

近年來，固態電解質材料的研究取得了很大進步：聚合物基復合電解質的離子電導率已達到10^-5S/cm，無機氧化物固態電解質的離子電導率已達到10^-3S/cm，硫化物電解質的離子電導率已達到10^-2S/cm水平，已基本達到應用需求。然而固態電解質與正負極之間存在巨大的界面電阻(主要源于界面反應電阻和界面接觸電阻)，為了改善界面問題，研究人員提出很多解決方案。專利CN107342439A公開了采用噴、刷或注液中的一種方法往固態電池中加入酯類溶劑，抽真空去除多余的酯類溶劑，并在10℃-100℃條件下靜置0h-48h，使剩余的酯類溶劑充分浸潤至所述正極片和所述電解質膜組之間以及所述負極片和所述電解質膜組之間，并采用熱壓法對電池進行熱壓，實現改善正負極片與電解質膜間的界面阻抗的效果。這種方法雖然可以改善固態電池正負極片與電解質膜之間的界面接觸阻抗，但是無法改善界面反應阻抗，界面的電化學穩定性仍然很差，不利于固態電池的循環性能；并且采用先噴、刷或注液，后抽真空的方式，會的使得固態電池中剩余較多酯類溶劑，不利于固態電池的安全性。專利CN 110190335A提出在無機固態電解質表面通過靜電紡絲、然后烘干煅燒的方法包覆一層交聯網狀結構的氧化物納米線，實現抑制空間電荷層的同時增大電極與電解質之間的接觸面積，這種方法雖然解決了界面反應的問題，但是界面處固態的氧化物納米線對界面接觸電阻緩解效果有限，且其并不能傳導鋰離子，反而會增大界面阻抗。

因此，現有的固態電池中固態電解質與正負極之間的界面電阻問題有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種界面潤濕劑及其制備方法和應用，該界面潤濕劑具有高鋰離子電導率和更好的電化學穩定性的優點，可有效降低固態電池的界面電阻，改善固態電池的倍率、循環性能。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種界面潤濕劑。根據本發明的實施例，所述界面潤濕劑包括：

塑性晶體化合物、無機鋰鹽、第一添加劑和第二添加劑，

其中，所述第一添加劑包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、三氟丙烯酯和二氟磷酸鋰中的至少一種，

所述第二添加劑包括碳酸鋰、三氟甲基亞磷酸、氯甲酸甲酯、溴代丁內酯、氟代乙酸基乙烷、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、乙酸乙烯酯、碳酸苯乙烯酯、氨基碳酸乙酯、氨基碳酸甲酯、1,3-二氧戊烷、1,4-二氧六環、1,2-雙(氰乙氧基)乙烷、硫酸亞乙酯、苯磺酰氯、亞硫酸丙烯酯和亞硫酸二甲酯中的至少一種。